JPH02152198A - 蛍光灯用のインバータ式点灯制御装置 - Google Patents

蛍光灯用のインバータ式点灯制御装置

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JPH02152198A
JPH02152198A JP30575588A JP30575588A JPH02152198A JP H02152198 A JPH02152198 A JP H02152198A JP 30575588 A JP30575588 A JP 30575588A JP 30575588 A JP30575588 A JP 30575588A JP H02152198 A JPH02152198 A JP H02152198A
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JP
Japan
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fluorescent lamp
capacitor
circuit
voltage
inverter
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Application number
JP30575588A
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English (en)
Inventor
Takashi Morita
森田 高司
Shingo Shinoura
篠浦 真吾
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SANKYO MUSEN SEISAKUSHO KK
Koizumi Sangyo Co Ltd
Original Assignee
SANKYO MUSEN SEISAKUSHO KK
Koizumi Sangyo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、インダクタンスとコンデンサとからなる直列
共振回路を介して蛍光灯の一対のフィラメントの夫々に
通電するように、インバータ式の電源装置と前記一対の
フィラメントの一方とが前記インダクタンスを介して接
続され、且つ、前記コンデンサが前記一対のフィラメン
トの間に接続された蛍光灯用のインバータ式点灯制御装
置に関する。
〔従来の技術〕
蛍光灯は、フィラメントを予熱しながら放電開始電圧以
上の高電圧を印加しなければ点灯しないという特性を備
えている。但し、点灯した後は、点灯開始時における印
加電圧よりも低い電圧で点灯を維持できるようになって
いる。
そこで、上記この種の蛍光灯用のインバータ式点灯制御
装置においては、インバータ式の電ilI!’装置を使
用することから、高電圧を発生させるための直列共振回
路を形成するコンデンサで蛍光灯のフィラメント間を接
続して、電源装置から出力される高周波電圧をフィラメ
ントに通電して予熱しながら、直列共振回路で高電圧を
発生させることができるようにしている。
尚、蛍光灯が点灯した後は、コンデンサのインピーダン
スよりもフィラメント間のインピーダンスの方が低くな
るので、コンデンサをフィラメント間に接続したままで
も自動的にフィラメントへの通電電流が低下して、フィ
ラメントが過熱することはない。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、蛍光灯の使用に伴う劣化や寒冷時におけ
る放電特性の低下等によって、通電開始後、蛍光灯が点
灯するまでに要する時間が長くなる虞れがある。
蛍光灯が適正通りに点灯しないと、フィラメントに対し
て通電され続け、且つ、直列共振回路によって高電圧が
印加され続ける状態となるために、例えば、寒冷時にお
いて点灯が遅れているような場合には、フィラメントが
過熱して蛍光灯の耐久性が低下する虞れがある。又、蛍
光灯の劣化によって点灯しないような場合には、電源装
置に対して高負荷状態が続くことになり、電源装置の耐
久性が低下する虞れがある。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、蛍光灯が正常に点灯しない場合には、フィラ
メントへの通電を自動的に遮断できるようにすることに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による蛍光灯用のインバータ式点灯制御装置は、
インダクタンスとコンデンサとからなる直列共振回路を
介して蛍光灯の一対のフィラメントの夫々に通電するよ
うに、インバータ式の電源装置と前記一対のフィラメン
トの一方とが前記インダクタンスを介して接続され、且
つ、前記コンデンサが前記一対のフィラメントの間に接
続されたものであって、以下に示す特徴構成を備えてい
る。
第1の特徴構成は、前記フィラメントへの通電開始後の
経過時間が設定時間に達したか否かを判別するタイマー
手段と、そのタイマー手段の情報に基づいて、前記通電
開始後の経過時間が前記設定時間に達した後は、前記コ
ンデンサを前記直列共振回路から切り離す遮断手段とが
設けられている点にある。
第2の特徴構成は、前記電源装置への通電が停止される
に伴って、前記タイマー手段を非作動状態にリセットす
るリセット手段が設けられている点にある。
第3の特徴構成は、前記蛍光灯への通電電力を変更して
調光する調光手段が設けられ、その調光手段は、前記タ
イマー手段の情報に基づいて、前記通電開始後の経過時
間が前記設定時間に達するまでは、前記蛍光灯への通電
電力を低下させないように構成されている点にある。
第4の特徴構成は、前記電源装置はその出力周波数を変
更自在に構成され、前記調光手段は、前記電源装置の出
力周波数を変更させることにより前記インダクタンスに
対するインピーダンスを変更させて、前記蛍光灯への通
電電力を変更するように構成されている点にある。
〔作 用〕
前述の如く、蛍光灯は、−旦点灯した後はフィラメント
を加熱し続けなくとも点灯を維持できるようになってい
ることから、フィラメントの間に接続されたコンデンサ
は、点灯後は不要となるものである。
そこで、第1の特徴構成では、蛍光灯への通電開始後の
経過時間が、蛍光灯の点灯特性に応じて設定された設定
時間に達した後は、コンデンサを直列共振回路から切り
離すようにすると、直列共振回路として作用しなくなっ
て蛍光灯への印加電圧が低下すると共に、フィラメント
に対する通電経路が遮断されて、蛍光灯が正常に点灯し
た後の点灯維持に影響しないようにしながら、上記設定
時間に達するまでに点灯しなかった場合には、高電圧を
印加しながらフィラメントに対して通電し続ける状態を
持続しないようにできる。
但し、蛍光灯を実際に使用する場合には、蛍光灯が完全
に点灯しない間に、繰り返し電源スィッチを入り切り操
作することがある。その場合にタイマー手段が通電開始
後の経過時間の計測が途中で通電が遮断された状態で通
電を再開すると、その経過時間の計測が途中から再開さ
れることになる。その結果、通電開始後の経過時間が正
常な点灯に要する設定時間に達する前に、設定時間が経
過したように誤動作して前記コンデンサが直列共振回路
から切り離されて、正常に点灯できなくなる虞れがある
そこで、第2の特徴構成では、電源装置への通電が停止
されると、タイマー手段を非作動状態にリセットさせる
ようにすることで、通電と通電遮断とが繰り返されても
、タイマー手段による通電開始後の経過時間の計測が、
必ず最初から行われるようにするのである。
ところで、近年では、蛍光灯への通電電力を大小に変更
して蛍光灯の点灯時の明るさを変更できるように、調光
手段が設けられるようになっているが、その調光手段に
よって、明るさが暗い側に切り換えられた状態から通電
開始されると、蛍光灯への通電電力が低下しているため
に、フィラメントに対する通電電力が低下して正常に点
灯できなくなる虞れがある。
そこで、第3の特徴構成では、調光手段が設けられてい
る場合には、前記タイマー手段の情報を利用して、通電
開始後の経過時間が前記設定時間に達するまでは、蛍光
灯への通電電力を低下させないようにするのである。
尚、インダクタンスはその通電電流の周波数が高いほど
インピーダンスが高くなる特性を備えているので、周波
数に対するインダクタンスのインピーダンス変化を利用
すれば、蛍光灯への通電電力を、電力損失が少ない状態
で簡単に変更できる。
そこで、第4の特徴構成では、電源装置の出力周波数を
変更することにより前記インダクタンスに対するインピ
ーダンスを大小に変更して、蛍光灯への通電電流を変更
して調光させるのである。
〔発明の効果〕
もって、合理的な装置の改造によって、蛍光灯や装置の
劣化を防止できるに至った。
又、調光手段を備えている場合には、フィラメントへの
通電を制御するためのタイマー手段を、調光手段の作動
を制御する手段に兼用構成できるので、装置構成の簡素
化並びに低廉化を図ることができる。
尚、通電開始後、設定時間が経過するとコンデンサが直
列共振回路から切り離されるようになっているので、イ
ンダクタンス及びコンデンサが直列共振回路として作用
することはない。
従って、通電開始後、設定時間が経過するに伴ってコン
デンサを直列共振回路から切り離すようにすると、蛍光
灯への印加電圧を直列共振回路が作動しているときより
も低い電圧に維持できるので、点灯後に誤って蛍光灯が
ソケットから取り外されても、そのソケットと蛍光灯の
フィラメントの電極との間に高電圧が発生して放電する
ことはなく、点灯状態で蛍光灯が外されるような誤操作
時における感電を防止できるという効果もある。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図に示すように、電源スィッチ(1)と商用周波数
の交流電源が、ノイズ防止用の電源フィルタ(2)を介
して、倍電圧整流回路(3)に人力されるようになって
いる。
前記倍電圧整流回路(3)の出力は、その中点電位が接
地され、正負二電源として動作するように構成され、そ
の正負二電源の出力がインバータ式電源装置としての自
動式の発振器(4)に入力され、その発振器(4)から
高周波の交流出力が得られるようになっている。尚、前
記発振器(4)の出力周波数すなわち発振周波数は、船
釣に、4 Q K llz前後の値に設定されている。
そして、前記発振器(4)の出力と二個の蛍光灯(5)
夫々の一対のフィラメント(6)の一方とが、安定器と
して作用するインダクタンス(いを介して直列接続され
ている。但し、前記一対のフィラメント(6)の他方は
接地されることになる。
前記一対のフィラメント(6)の間には、前記インダク
タンス(L)を介して前記発振器(4)から供給される
高周波電流を、前記一対のフィラメント(6)の夫々に
通電するためのコンデンサ(C)が接続されている。但
し、このコンデンサ(C)は、前記インダクタンス(L
)  と作用して直列共振回路(7)を形成して、前記
フィラメント(6)への通電時に高電圧を発生するよう
になっている。
つまり、前記電源スィッチ(1)がON操作されて前記
発振器(4)が作動開始するに伴って、前記インダクタ
ンス(L)と前記コンデンサ(C)とを介して前記蛍光
灯(5)のフィラメント(6)に対する通電が開始され
て、一対のフィラメント(6)の間に高電圧が印加され
る状態で且つ前記一対のフィラメント(6)の夫々が予
熱されるようになっているのである。
但し、前記蛍光灯(5)が点灯した後は、前記一対のフ
ィラメント(6)の間のインピーダンスが放電に伴って
大きく低下して、前記コンデンサ(C)の端子間の電圧
が低下するために、前記フィラメント(6)への通電電
流が自動的に低下すると共に、直列共振回路(7)が作
用しなくなり、前記インダクタンス(L)が安定器とし
て作用することになる。
ところで、使用に伴う劣化や寒冷時における作動不良等
に起因して、前記蛍光灯(5)の点灯開始が遅くなった
り、点灯できないほど劣化しているような場合には、前
記蛍光灯(5)が放電しないために、前記フィラメント
(6)への通電状態が持続することになる。
前記フィラメント(6)に通電し続けると、過熱により
いわゆる黒化現象が促進されたり前記発振器(4)に対
して過負荷状態となる虞れがあることから、通電開始後
、設定時間が経過するに伴って、前記フィラメント(6
)への通電を自動的に遮断できるようにしである。
説明を加えれば、前記倍電圧整流回路(3)の正側出力
電圧の印加によって作動開始するタイマー手段としての
CR充電式のタイマー回路(8)と、そのタイマー回路
(8)の出力によってON作動するリレー(RL)とが
設けられ、そのリレー(RL)の接点(a) 、 (b
)によって前記一対のフィラメント(6)の間に接続さ
れたコンデンサ(C)を前記直列共振回路(7)から切
り離すことができるように構成されている。つまり、前
記リレー(RL)が前記コンデンサ(C)を前記直列共
振回路から切り離す遮断手段に対応することになる。
但し、前記コンデンサ(C)を前記直列共振回路から切
り離しても、正常に点灯できた蛍光灯(5)は点灯状態
に維持されるので、二個の蛍光灯(5)のうちの正常に
点灯できなかったもののみが、非点灯状態に切り換えら
れることになり、二個の蛍光灯(5)の両方ともが非点
灯状態に切り換えられることはない。
ところで、前記蛍光灯(5)の消費電力が大なる場合に
は小なる場合よりも、その放電維持電圧が高くなる特性
を有することから、前記蛍光灯(5)の消費電力が大な
るものを用いる場合には、前記コンデンサ(C)を前記
直列共振回路(7)から完全に切り離すと、放電維持電
圧よりも印加電圧が低下して消灯する虞れがある。
そこで、蛍光灯(5)の消費電力が大なるものを使用す
る場合には、前記コンデンサ(C)が切り離された後も
前記直列共振回路(7)が作用するようにするために、
前記一対のフィラメント(6)のうちの前記インダクタ
ンス(L)に接続された側と接地との間に、補助コンデ
ンサ(Ck)を設けるようにしである。
但し、前記蛍光灯(5)への印加電圧が過大にならない
ようにするために、前記補助コンデンサ(Ck)は、前
記コンデンサ(C)よりも小の容量値に設定しである。
又、前記蛍光灯(5)が取り外されたときには、前記直
列共振回路(7)によって発生する高電圧によって前記
蛍光灯(5)のソケット(図示せず)部分で放電して感
電しないようにするために、前記直列共振回路(7)か
ら自動的に切り離されるようにしである。
説明を加えれば、接地側のフィラメント(6)に流れる
電流を抵抗(Re)によって検出して、前記蛍光灯(5
)が通電状態にある場合にのみ、前記補助コンデンサ(
Ck)が前記直列共振回路(7)に接続される状態に維
持するスイッチ用のトランジスタ(口、)を設けである
前記タイマー回路(8)について説明すれば、前記電源
スィッチ(1)がONするに伴って、前記倍電圧整流回
路(3)から供給される正電圧を抵抗(R,)と定電圧
ダイオード(20,)とによって設定電圧に分圧された
安定化電圧(Vc)を、抵抗(R2)を介してコンデン
サ(Ct)に供給して、通電開始に伴って前記コンデン
サ(Ct)に対する充電が開始されるようにしである。
そして、前記コンデンサ(CL)の充電電圧が、通電を
開始してから前記蛍光灯(5)が点灯するに要する時間
に基づいて設定された設定時間に対応する電圧に達する
に伴ってON作動するトランジスタ(Q2)と、そのト
ランジスタ(口2)がON作動するに伴ってON作動す
るトランジスタ(03)とを設けである。
前記タイマー回路(8)のコンデンサ(Ct)は、前記
電源スィッチ(1)のONに伴って自動的に充電される
ようになっていることから、自己放電するまでは前記電
源スィッチ(1)がOFFになっても充電されている状
態となる。
従って、前記電源スィッチ(1)の0N10FFを短時
間の間に繰り返すと、前記コンデンサ(CL)の充電電
圧が前記設定時間に対応する電圧に上昇するまでの時間
が短くなり、通電開始後の経過時間が前記設定時間に達
する前に前記リレー(RL)がON作動して、前記蛍光
灯(5)が正常に点灯する前に前記フィラメント(6)
への通電が遮断される虞れがある。
そこで、電源スィッチ(1)のOFFに連動して、前記
コンデンサ(CL)を自動的に放電させて非作動状態に
初期化するリセット手段としてのリセット回路(9)が
設けられている。
前記リセット回路(9)は、前記安定化電圧(Vc)か
ら抵抗(R3)を介して充電されるコンデンサ(Cr)
と、前記電源フィルタ(2)と前記倍電圧整流回路(3
)との接続点の交流電圧を入力として電源周波数に同期
して0N10FFを繰り返して、通電状態にある間は前
記コンデンサ(Cr)を繰り返し放電させる電源切断検
出用トランジスタ(Q4)と、前記コンデンサ(Cr)
が放電状態に維持されている間はOFF状態に維持され
るリセット用トランジスタ(0,)とを主要部として構
成され、前記電源スィッチ(1)がOFFするに伴って
、前記抵抗(R1)を介して前記コンデンサ(Cr)の
充電電圧が上昇して前記リセット用トランジスタ(Q、
)がON作動するようになっている。
つまり、前記電源スィッチ(1)がOFFするに伴って
、前記タイマー回路(8)のコンデンサ(CL)がダイ
オード(貼)を介して前記リセット用トランジスタ(0
5)によって自動的に放電されて初期化されるように構
成されているのである。
ところで、前記発振器(4)は、その発振周波数を変更
自在に構成されていて、電源投入時には、前記直列共振
回路(7)の共振周波数よりも高い周波数で発振を開始
し、時間経過に伴って前記共振周波数に近づく方向に発
振周波数を可変されるようになっている。
又、前記発振器(4)の発振周波数を変更することで、
前記蛍光灯(5)の点灯時における通電電力を大小に変
更して、明るさを100%点灯と60%点灯点灯調光で
きるようになっている。
前記発振器(4)は、その発振用トランンス(T)に巻
回された3次捲線(Ts)の接地に対する負荷抵抗値を
、ブリッジダイオード(Db)を介して大小に可変する
ことにより、その発振周波数を可変できるように構成さ
れている。
前記ブリッジダイオード(Db)は、発振周波数調節用
の抵抗(R4)によって接地され、且つ、その発振周波
数調節用の抵抗(R4)に並列接続されたトランジスタ
利用の電圧制御式の可変抵抗回路(10)に接続されて
いる。
前記可変抵抗回路(10)は、それに対する入力電圧(
Vs)を低くするほどその内部抵抗値が小になって、前
記3次捲′!fA(Ts)に対する負荷抵抗値が低くな
るように構成されている。従って、前記入力電圧(Vs
)が低いほど、前記発振器(4)の発振周波数が高くな
るように制御されることになる。
発振周波数を可変すると、前記インダクタンス(L)の
インピーダンスは周波数に逆比例して高くなるために、
発振周波数が高いほど前記蛍光灯(5)への通電電流が
低下して、点灯時の明るさが暗くなることになる。
ところで、前記可変抵抗回路(10)は、電源投入時に
はその内部抵抗値が小となり、時間経過に伴って抵抗値
が増大するように、その入力部に時定数回路(11)が
付設されている。
つまり、電源投入時には高周波数から発振開始し、且つ
、時間経過に伴って発振周波数が前記直列共振回路(7
)の共振周波数に近づくように制御することで、前記蛍
光灯(5)に対する印加電圧が徐々に上昇するように、
いわゆるソフトスタート式に構成して、電源投入時の突
入電流を小さくして、回路保護を図るようにしているの
である。
又、前記電源スィッチ(1)を多接点型に形成して、前
記ブリッジダイオード(Db)に接続された調光用抵抗
(R1)を、ダーリントン接続されたトランジスタ(Q
6)を利用した調光回路(12)によって接地すること
により前記発振周波数を高くして、100%点灯から6
0%点灯点灯光できるようにしである。
但し、前記調光回路(12)が60%点灯点灯切り換え
られた状態で通電開始すると、前記直列共振回路(7)
によって発生させる高電圧が不足して適正通りに点灯で
きなかったり、前記フィラメント(6)の予熱が不十分
になる虞れがあることから、前記タイマー回路(8)の
出力を利用して、通電開始後、前記設定時間が経過する
までは、前記調光回路(12)を構成するトランジスタ
(口、)をOFF状態に維持するようにしである。
又、前記可変抵抗回路(11)を利用して、前記蛍光灯
(5)への印加電圧が過大にならないように保護する出
力電圧制御回路(13)が設けられている。
前記出力電圧制御回路(13)は、前記直列共振回路(
7)を形成する前記インダクタンス(L)と前記コンデ
ンサ(C) との接続点の電圧を抵抗分割した電圧を検
出して、その検出電圧が設定電圧より大になると、前記
可変抵抗回路(10)の入力電圧(Vs)を低下させて
、前記発振器(4)の発振周波数を低から高に変更させ
るように構成されている。つまり、前記蛍光灯(5)へ
の印加電圧が適正電圧以下に維持されるように、前記発
振器(4)の発振周波数が自動調節されるように構成さ
れているのである。
以上説明した構成になる蛍光灯用のインバータ式点灯制
御装置の動作について説明を加えれば、第2図に示すよ
うに、前記電源スィッチ(1)がON操作されるに伴っ
て、前記蛍光灯(5)への印加電圧は、前記可変抵抗回
路(10)に付設された時定数回路(11)の作用によ
って、時間経過と共に漸次上昇し、通電開始後の経過時
間が設定時間に達するに伴って、前記出力電圧制御回路
(13)によって制限される設定電圧以下に維持される
ことになる。
尚、通電開始後の経過時間が設定時間に達するまでに、
前記蛍光灯(5)が正常に点灯した場合には、前記印加
電圧は前記出力電圧制御回路(13)によって制限され
る設定電圧以下に低下することになる(第2図中の破線
参照)。
但し、前記調光回路(12)によって前記電源スィッチ
(1)が60%点灯点灯切り換えられている場合には、
前記通電開始後の経過時間が設定時間に達するまではl
OO%点灯時と同じ電圧が印加される状態に維持され、
前記設定時間に達するに伴って、前記調光回路(12)
によって設定される低電圧(第2図中の仮想線参照)に
切り換えられることになる。
〔別実施例〕
上記実施例では、インバータ式の電源装置としての発振
器(4)の出力周波数を可変して調光するように構成し
た場合を例示したが、出力電圧を可変して調光するよう
に構成してもよい。
ちなみに、出力電圧を可変する構成としては、前記直列
共振回路(7)のインダクタンス(L)に中間出力を取
り出せるタップ等を設けて、インダクタンス(L)のイ
ンピーダンスを高低に切り換える構成を用いることもで
きる。
又、」二記実施例では、本発明を蛍光灯(5)の二個を
負荷とする二灯式の点灯制御装置に適用した場合を例示
したが、本発明は、蛍光灯(5)が−個の場合や三個以
上の複数本を備える場合にも適用できるものであって、
各部の具体構成は各種変更できる。
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る蛍光灯用のインバータ式点灯制御装
置の実施例を示し、第1図は装置構成を示す回路図、第
2図はその動作を示すタイムチャートである。 (L)・・・・・・インダクタンス、 (C)・・・・
・・コンデンサ、(4)・・・・・・電源装置、(5)
・・・・・・蛍光灯、(6)・・・・・・一対のフィラ
メント、(7)・・・・・・直列共振回路、(8)・・
・・・・タイマー手段、(rlL)・・・・・・遮断手
段、(9)・・・・・・リセット手段、(12)・・・
・・・調光手段。 第2図 気J」

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、インダクタンス(L)とコンデンサ(C)とからな
    る直列共振回路(7)を介して蛍光灯(5)の一対のフ
    ィラメント(6)の夫々に通電するように、インバータ
    式の電源装置(4)と前記一対のフィラメント(6)の
    一方とが前記インダクタンス(L)を介して接続され、
    且つ、前記コンデンサ(C)が前記一対のフィラメント
    (6)の間に接続された蛍光灯用のインバータ式点灯制
    御装置であって、前記フィラメント(6)への通電開始
    後の経過時間が設定時間に達したか否かを判別するタイ
    マー手段(8)と、そのタイマー手段(8)の情報に基
    づいて、前記通電開始後の経過時間が前記設定時間に達
    した後は、前記コンデンサ(C)を前記直列共振回路(
    7)から切り離す遮断手段(RL)とが設けられている
    蛍光灯用のインバータ式点灯制御装置。 2、請求項1記載の蛍光灯用のインバータ式点灯制御装
    置であって、前記電源装置(4)への通電が停止される
    に伴って、前記タイマー手段(8)を非作動状態にリセ
    ットするリセット手段(9)が設けられている蛍光灯用
    のインバータ式点灯制御装置。 3、請求項1又は2記載の蛍光灯用のインバータ式点灯
    制御装置であって、前記蛍光灯(5)への通電電力を変
    更して調光する調光手段 (12)が設けられ、その調光手段(12)は、前記タ
    イマー手段(8)の情報に基づいて、前記通電開始後の
    経過時間が前記設定時間に達するまでは、前記蛍光灯(
    5)への通電電力を低下させないように構成されている
    蛍光灯用のインバータ式点灯制御装置。 4、請求項3記載の蛍光灯用のインバータ式点灯制御装
    置であって、前記電源装置(4)はその出力周波数を変
    更自在に構成され、前記調光手段(12)は、前記電源
    装置(4)の出力周波数を変更させることにより前記イ
    ンダクタンス(L)に対するインピーダンスを変更させ
    て、前記蛍光灯(5)への通電電力を変更するように構
    成されている蛍光灯用のインバータ式点灯制御装置。
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